Question

20．有机物A是由碳、氢两种元素或碳、氢、氧三种元素组成．现取0.1mol A在6.72L氧气（标准状况）中充分燃烧，燃烧后的产物通过足量浓硫酸．浓硫酸增重3.6g．再在通过浓硫酸后的气体中点燃Mg条（足量），生成总质量为26.4g的黑、白两种物质，且黑色生成物与白色生成物的质量比为1：10，求A的分子式．

Answer 1

分析 设有机物的分子式为C_nH_mO_Z，0.1mol A在6.72L氧气（标准状况）中即0.3mol氧气中充分燃烧，燃烧后的产物通过足量浓硫酸．浓硫酸增重3.6g即为水的质量，故水的物质的量为0.2mol；剩余的气体可能为CO₂和CO的混合物或CO₂和过量的O₂的混合物，但无论是哪种情况，均能与镁燃烧生成白色物质MgO和黑色物质C，设出MgO和C的物质的量，根据26.4g的黑、白两种物质，且黑色生成物与白色生成物的质量比为1：10，列式计算，然后根据反应过程中C、H、O原子守恒来确定分子式．

解答 解：设有机物的分子式为C_nH_mO_Z．
0.1molC_nH_mO_Z 在6.72L氧气（标准状况）即0.3mol氧气中充分燃烧，燃烧后的产物通过足量浓硫酸．浓硫酸增重3.6g即为水的质量，故水的物质的量n=$\frac{m}{M}$=$\frac{3.6g}{18g/mol}$=0.2mol；
剩余的气体可能为CO₂和CO的混合物或CO₂和过量的O₂的混合物，但无论是哪种情况，均能与镁燃烧生成白色物质MgO和黑色物质C．
设MgO和C的物质的量分别为xmol和ymol，根据黑、白两种物质的质量为26.4g可知：40x+12y=26.4g ①
然后根据黑色生成物与白色生成物的质量比为1：10，可知：$\frac{40x}{12y}$=$\frac{10}{1}$ ②
解x=0.6mol
y=0.2mol．
即：0.1molC_nH_mO_Z +0.3molO₂ +Mg=0.2molH₂O+0.6molMgO+0.2molC
在整个反应过程中，C、H、O原子守恒，故有：0.1n=0.2，解得n=2；
                                      0.1m=0.4，解得m=4；
                                      0.1z+0.6=0.2+0.6，解得z=2．

故有机物的分子式为C₂H₄O₂．
答：此有机物的分子式为C₂H₄O₂．

点评 本题考查有机物的确定，题目难度不大，注意从质量守恒的角度计算一氧化碳的质量，再根据原子守恒计算．